一种基于智能交流电网的节电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于智能交流电网的节电装置，包括：无触点调压器TY、自动旁路单元PL、节电控制单元KZ、电容C；无触点调压器TY分别与自动旁路单元PL、节电控制单元KZ、电容C连接，根据外围条件通过无触点调压器TY来进行电压调节，以进入节电调压状态；自动旁路单元PL与节电控制单元KZ连接；节电控制单元KZ与电容C并联。本实用新型采用以变压器为核心的无触点有载调压技术，输出波形无畸变，不会产生谐波污染，使电网所带负载更加安全、可靠、环保和高效，具有提高电网功率因数、减少三相不平衡度等特点，解决了电网远端负荷电流大幅度改变引起的电能浪费问题。
【专利说明】-种基于智能交流电网的节电装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种节电装置，尤其涉及一种基于智能交流电网的节电装置。
【背景技术】
[0002] 目前大多数交流电力网中均不同程度地存在着"雨伞效应"现象。"雨伞效应"现 象就是以电厂或变电所为中心向远端（包括供电环网中的理论最远点）输送电力能源时， 为使终端电压达到标准规定，必须提高处于中心位置电源的初始电压，导致距离该电源越 近的区域用户得到的端电压越高；反之如果电网始发端附近的用户电压越合乎标准要求， 则同一电网远端的电压就越低；而且这些电压是随着电网电流的改变而变化的。目前，大多 数用户变压器的分接端子是按照电网的设计容量最大值一次性调试固定的，无法解决电网 远端负荷电流大幅度改变引起的电能浪费问题。实际上，在那些距离电厂或变电站较近的 用电场所中，"雨伞效应"现象使大多数用电器具得到的电源电压都远高于其额定电压，令 其长期处在过压运行的状态中，日积月累造成大量的电能浪费；另外，多数高压大功率电动 机在运行中，尤其是在拖动低密度介质的机械负载（例如风机、液泵等等）过程中，经常会 因为无法按需求随时降低那部分所不需要的输出功率，随着时间的积累而导致大量的电能 浪费。 实用新型内容
[0003] 本实用新型为克服上述的不足之处，目的在于提供一种基于智能交流电网的节电 装置，该装置采用以变压器为核心的无触点有载调压技术，输出波形无畸变，不会产生谐波 污染，使电网所带负载更加安全、可靠、环保和高效，具有提高电网功率因数、减少三相不平 衡度等特点。
[0004] 本实用新型是通过以下技术方案达到上述目的：一种基于智能交流电网的节电装 置，包括：无触点调压器TY、自动旁路单元PL、节电控制单元KZ、电容；无触点调压器TY分 别与自动旁路单元PL、节电控制单元KZ、电容连接；自动旁路单元PL与节电控制单元KZ连 接；节电控制单元KZ与电容并联。
[0005] 作为优选，所述的节电控制单元KZ包括节电控制器、电感线圈&、电感线圈N2、阻 抗Z;节电控制器分别与电感线圈&、电感线圈N2、阻抗Z连接；电感线圈队与电感线圈N2 串联，电感线圈K与电感线圈N2串联后并与阻抗Z并联。
[0006] 作为优选，所述的自动旁路单元PL包括开关1、开关J2 ;开关1与开关并联J2并 联，用于选择不同的电路。
[0007] 作为优选，所述的无触点调压器TY包括两个变压线圈和若干个电阻开关单元，两 个变压线圈与若干个电阻开关单元并联。
[0008] 作为优选，所述的电阻开关单元包括一个电阻Rn和两个开关Kn、Ki;电阻Rn和开 关Kn串联，电阻Rn和开关Kn串联后并与开关1并联。
[0009] 本实用新型的有益效果在于：（1)本装置输出波形无畸变，不会产生谐波污染，使 电网所带负载更加安全、可靠、环保和高效；（2)具有提高电网功率因数、减少三相不平衡 度等特点；(3)解决了电网远端负荷电流大幅度改变引起的电能浪费问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型装置的拓扑结构；
[0011] 图2是本实用新型装置的节电控制单元KZ电路；
[0012] 图3是本实用新型装置的自动旁路单元PL电路；
[0013] 图4是本实用新型装置无触点调压器TY的电路；
[0014] 图5是本实用新型装置在0. 4kV以下电网电压的调压方案。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并 不仅限于此：
[0016] 实施例：如图1所示，一种基于智能交流电网的节电装置，由无触点调压器TY、自 动旁路单元PL、节电控制单元KZ、电容C组成；无触点调压器TY分别与自动旁路单元PL、 节电控制单元KZ、电容C连接，根据外围条件通过无触点调压器TY来进行电压调节，以进入 节电调压状态；自动旁路单元PL与节电控制单元KZ连接，电流从自动旁路单元PL通往节 电控制单元KZ;节电控制单元KZ与电容C并联。
[0017] 本实用新型装置的节电控制单元KZ的电路如图2所示，它主要由两个电感线圈 K、N2、阻抗Z、节电控制器组成，两个电感线圈K、N2串联并和抗阻Z并联。由于电感线圈& 及电感线圈N2与另外两相的电压、电流线圈分别缠绕在互为磁通回路的三个铁心柱上面， 所以六组线圈之间具有自感、互感，因此所形成的各相电流线圈的总电感量L2对主回路中 的大能量高频瞬变具有感抗作用。矢量分析表明，与输出电压％同相位的自感电势AU与 输入电压仏的相位差是180°，AU会在L2上感生出滞后％90°的电流Ai，Ai共滞后于 仏270°亦即Ai超前仏90°，为容性电流，它可以补偿负载电流L中的部分感性电流。故 装置具有瞬时提高负载功率因数的作用。此外，运行中三相铁心中磁通的矢量和始终为零， 使输出电流具有抑制输入三相不平衡的效果。
[0018] 如图3所示，所述的自动旁路单元PL由两个开关和J2并联组成的，可以根据相 应开关的关闭来选择不同的电路。
[0019] 如图4所示，所述的无触点调压器TY主要有两个变压线圈BL和GB以及n个电阻 开关单元并联而成。每个电阻开关单元①由一个电阻Rn和开关Kn串联并和另一个开关& 并联而成。
[0020] 具体的操作方法：当第①单元&闭合，换到第②单元1(2闭合时，操作换挡的顺序应 当是：1、K12闭合；2、K2闭合；3、&断开；4、K12断开。相反，从第②单元K2闭合换到第①单 元心闭合时的顺序则是：1、K12断开；b、Ki断开；3、K2闭合；4、K12闭合，以此类推。
[0021] 如图5的是本实用新型装置在0.4kV以下电网电压的调压方案图，本装置进入节 电调压状态之前系统默认的自动旁路单元PL是旁路状态，即闭合J2开路，在只有一个单 独电动机负载的情况下，应使电动机先行全压启动。之后，装置在外围条件许可后才会进入 节电状态，即将电流线圈N2两端的电压调出一个挡位压差，至此，调压机构开始运行。对于 区域电网的综合负载而言，则KZ会直接视外围条件来决定是否开始进入节电调压状态。多 抽头自耦变压器为调压单元TY，当调整调换每个抽头使&上的电压变化量相对输入电压仏 为1 %或更小时，可粗略视为连续调整输出电压UQ，UQ =U「AU，其中AU= % [N2ANi+N2)]， 故队=仏{1-[队八&+队)]}，当1￥中固态继电器551^ 〇11(13七&仏1^1&7)开关元件矩阵由 控制程序选择接通了K的某一挡位抽头时，则AU为一个定值。三相SSR选择按指令及交 流零点切换的元件，以保证系统的安全性。
[0022] 以上的所述乃是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型 的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属 本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种基于智能交流电网的节电装置，其特征在于包括：无触点调压器TY、自动旁路 单元PL、节电控制单元ΚΖ、电容；无触点调压器TY分别与自动旁路单元PL、节电控制单元 ΚΖ、电容连接；自动旁路单元PL与节电控制单元KZ连接；节电控制单元KZ与电容并联。
2. 根据权利要求1所述的一种基于智能交流电网的节电装置，其特征在于：所述的节 电控制单元KZ包括节电控制器、电感线圈N1、电感线圈N 2、阻抗Z ;节电控制器分别与电感 线圈N1、电感线圈N2、阻抗Z连接；电感线圈N1与电感线圈N 2串联，电感线圈N1与电感线圈 N2串联后并与阻抗Z并联。
3. 根据权利要求1所述的一种基于智能交流电网的节电装置，其特征在于：所述的自 动旁路单元PL包括开关J1、开关J 2 ;开关J1与开关并联J2并联，用于选择不同的电路。
4. 根据权利要求1所述的一种基于智能交流电网的节电装置，其特征在于：所述的无 触点调压器TY包括两个变压线圈和若干个电阻开关单元，两个变压线圈与若干个电阻开 关单元并联。
5. 根据权利要求4所述的一种基于智能交流电网的节电装置，其特征在于：所述的电 阻开关单兀包括一个电阻Ril和两个开关K n、Ki ;电阻Ril和开关Kil串联，电阻Ril和开关 Kil串联后并与开关Ki并联。
【文档编号】H02J3/26GK204131130SQ201420672882
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】周天和, 卢晓飞, 蔡荣, 张元元 申请人:杭州天宽科技有限公司